[发明专利]一种用于多个QEMU虚拟机的共享存储方法及装置

说明书

本发明提出了一种用于多个QEMU虚拟机的共享存储方法，包括：响应于QEMU虚拟机向存储区域中的一数据块的写入请求，通过预先配置在存储区域的数据位图查询数据块的当前状态；当数据块的当前状态为空闲时，执行写入操作，并在数据位图中，将数据块的当前状态更新为写入状态；待写入操作完成后，在数据位图中，将数据块的状态更新为空闲状态。本发明在多个云服务器共享云硬盘的场景下，使用原生的qcow2磁盘，没有对第三方文件系统的依赖，也不需要部署集群系统，在不依赖与其他系统的情况下，实现多个云服务器对一个云硬盘的并发操作。

技术领域

本发明涉及虚拟机的磁盘存储技术领域，尤其涉及一种用于多个QEMU虚拟机的共享存储方法及装置。

背景技术

QEMU是一个通用的开源机器模拟器和虚拟器。QEMU可以以多种不同的方式使用，一种是全系统仿真，为运行的客户机提供整套虚拟设备(CPU、内存和仿真设备)，能够在任意支持的架构上为任何机器运行一个完整的操作系统。另一种是用户模式仿真，QEMU能启动不同CPU编译的Linux/BSD程序，从而在任意支持的架构上为另一个Linux/BSD运行程序。QEMU还提供了许多独立的命令行实用程序，例如QEMU-IMG磁盘映像实用程序来创建、转换和修改磁盘映像。

QCOW2(QCOW是QEMU copy on write的缩写)是虚拟机磁盘镜像的一种存储格式，使用QCOW2格式可以把物理存储层和逻辑存储层隔离。QCOW2为逻辑块和物理块之间创建了一个映射信息，每个逻辑块都会被映射到相应的物理块上；另外，QCOW2可以只保存物理存储上的数据变化。因为这些特性，存储空间“过度分配(over-commitment)”功能和虚拟机快照功能才得以实现，所以qcow2镜像格式被广泛应用在虚拟机磁盘技术中。

共享云硬盘支持多个云服务器并发读写访问一个存储设备块，具有多挂载点、高并发性、高性能、高可靠性的特点，适用于需要支持集群、高可用能力的关键企业应用场景。

使用共享云硬盘必须搭建共享文件系统或者类似的集群文件系统(比如CFS)。如果在没有共享文件系统或者集群文件系统的情况下，直接将一个云硬盘挂载到多台云服务器上，存在两个问题：一个是无法实现数据共享和同步，二个是在多个云服务器同时读和写云硬盘上的同一个数据块场景下，存在极大地数据覆盖风险。

集群文件系统按照文件访问方式分为串行访问和并行访问。NFS属于常用的串行访问式文件系统，通过支持原生的Unix文件锁，来控制云服务器对云硬盘上文件的并发访问。NFS是通过标准网络将存储与云服务器连接在一起，不需要特殊硬件。示例性地，NFS的共享文件系统架构如图1所示。

并行访问的文件系统，比如GFS、HDFS等，需要比较多的资源来部署复杂的集群文件系统，并且在云服务器上需要安装专门的客户端。示例性地，HDFS共享文件系统架构如图2所示。

综上，现有技术的缺点包括：

首先，云服务器通过NFS文件系统来共享云硬盘时，在用户进程和磁盘中间多一层文件系统，相比于直接操作磁盘文件，读写效率有所降低。无法支持并行访问的方式，只能通过文件锁将并行访问转换成低性能和低效率的串行访问。

其次，云服务器通过类似HDFS的集群文件系统来共享云硬盘时，虽然解决了无法并行访问的问题，但是除了需要在云服务器上安装专门的客户端，还需要在存储服务器上部署集群，部署难度有所提升，占用资源也更多。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，多个云服务器共享云硬盘的场景下，需要对第三方文件系统的依赖，或是部署集群系统，造成大量资源占用，有鉴于此，本发明提供一种用于多个QEMU虚拟机的共享存储方法及装置。

本发明采用的技术方案是，所述用于多个QEMU虚拟机的共享存储方法，包括：

响应于QEMU虚拟机向存储区域中的一数据块的写入请求，通过预先配置在所述存储区域的数据位图查询所述数据块的当前状态；